Різниця між нафтопроводом і газопроводом

• Різні джерела живлення

Хоча вони обидва вимагають енергії, трубопроводи сирої нафти та газопроводи мають різні джерела живлення. В одному використовується відцентровий насос, а в іншому – компресор. Відцентровий насос є серцевиною трубопроводу сирої нафти. Він може збільшити розрахунковий тиск нафти з нафтового резервуару або вище за течією трубопроводу та транспортувати її до нижньої течії. Відповідно до потреб можна використовувати два методи підвищення: послідовне з кількома насосами або паралельне з кількома насосами. Робочими характеристиками серії з декількома насосами є однаковий робочий об’єм і доданий напір, а робочими характеристиками паралельної з декількома насосами є той самий напір і доданий робочий об’єм. Джерелом живлення газопроводу є компресор. Він може підвищувати вихідний газ і транспортувати його до нижньої частини трубопроводу. За принципом роботи його можна розділити на відцентрові компресори та поршневі компресори. Перший має відносно низький тиск на вході та виході і в основному використовується на компресорних станціях трубопроводів, тоді як другий має відносно високий тиск і в основному використовується в газосховищах. За способом приводу його можна розділити на компресори з електричним приводом і компресори з паливним приводом. Перший зазвичай використовується на станціях з хорошими зовнішніми умовами живлення, а останній зазвичай використовується на пустельних станціях.

• Різні вимоги до температури

Хоча вони обидва транспортуються, трубопроводи для сирої нафти та природного газу мають різні вимоги до температури. Один потребує опалення, а інший – охолодження. Температура замерзання сирої нафти, як правило, висока. Беручи приклад нафтового родовища Дацін, температура замерзання сирої нафти становить близько 27 градусів, що набагато вище, ніж температура ґрунту навколо трубопроводу (зазвичай не вище 6 градусів взимку). Щоб запобігти затвердінню сирої нафти під час транспортування та спричинити блокування трубопроводу, нафтопроводи сирої нафти в північно-східному Китаї повинні встановити опалювальні установки вздовж трубопроводу, щоб нагріти сиру нафту до 70 градусів на станції та забезпечити, щоб температура на вході нижче за течією не перевищувала нижче 33 градусів. Трубопроводи природного газу бувають різними. Чим нижча температура природного газу, тим сприятливіший для транспортування. Згідно з інженерним досвідом, споживання енергії при температурі на виході компресорної станції 50 градусів майже на 10% нижче, ніж у робочих умовах 60 градусів. Таким чином, для деяких компресорних станцій з високою температурою на виході компресора необхідно встановлювати повітроохолоджувачі на виході, щоб знизити температуру природного газу для економії експлуатаційних витрат.

• Різні вимоги до витрати

Незважаючи на те, що вони обидва проточні, трубопроводи сирої нафти та газопроводи мають різні вимоги до швидкості потоку: один швидкий, а інший повільний. У процесі транспортування сира нафта обмінюватиметься теплом через стінку труби та навколишній ґрунт і поступово наближатиметься до температури ґрунту. Щоб уникнути аварій у трубах для конденсації, спричинених повільною швидкістю потоку та надмірним падінням температури, трубопроводи сирої нафти з високим рівнем замерзання зазвичай встановлюють мінімальну продуктивність. Проектна річна продуктивність нафтопроводу в Північно-Східному Китаї становить 7,5 млн тонн, що еквівалентно середньодобовій продуктивності 21 500 тонн на добу. Щоб запобігти затвердінню сирої нафти в трубопроводі, трубопровід вимагає мінімальної продуктивності не менше 14 700 тонн на добу взимку, а еквівалентна швидкість потоку становить близько 1,085 метрів на секунду. Трубопроводи природного газу не мають проблем, пов’язаних із низькою продуктивністю, але вимагають, щоб швидкість потоку не була надто високою, як правило, не перевищуючи 10 метрів за секунду. Якщо швидкість потоку природного газу занадто висока, тертя між природним газом і стінкою труби значно збільшиться, і вібрація трубопроводу в межах допустимого діапазону напруг збільшиться, а термін служби та безпека експлуатації трубопроводу буде постраждали.

• Різні правила перепаду тиску

Через наявність опору тертя в процесі транспортування нафто- та газопроводів відбувається втрата енергії, і тиск зменшуватиметься зі збільшенням відстані транспортування, але правила падіння тиску в трубопроводах сирої нафти та трубопроводах природного газу відрізняються , одна — пряма, а інша — парабола. Падіння тиску в трубопроводах сирої нафти є відносно рівномірним і знаходиться в лінійній пропорційній залежності від відстані транспортування. Середній тиск - на 1/2 положення трубопроводу; тоді як падіння тиску в трубопроводах природного газу зазвичай показує, що воно спочатку відбувається повільно, а потім швидко, а падіння тиску та відстань транспортування є за параболічним законом. Основна причина, чому падіння тиску в трубопроводах природного газу спочатку відбувається повільно, а потім швидко, полягає в тому, що: за однакової швидкості потоку тиск газу на початковому кінці високий, природний газ знаходиться у відносно стисненому стані, і тертя опір між стінкою труби невеликий, тому падіння тиску відбувається повільно; коли тиск газу в кінці низький, природний газ знаходиться у відносно розширеному стані, опір тертя між природним газом і стінкою труби збільшується, і падіння тиску стає швидшим. Згідно з інженерним досвідом і результатами розрахунків моделювання, середній тиск зазвичай становить 2/3 відстані від початкової точки трубопроводу.

• Різна реакція на висоту

По всій країні проходять магістральні нафто- та газопроводи, а місцевість, через яку вони проходять, дуже різноманітна, включаючи пустелі, ліси, рівнини та гори. Для гірських районів із великими перепадами висот чутливість нафто- і газопроводів до змін рельєфу різна, одні чутливі, а інші повільно. Через високу щільність сирої нафти нафтопроводи більш чутливі до висоти. На кожні 100 метрів зниження висоти тиск рідини в трубі зростає приблизно на 0,8 МПа. При транспортуванні з високого на низький тиск у трубі знижується повільно або підвищується замість того, щоб зменшуватися. На ділянці з великим локальним перепадом навіть необхідно встановлювати редукційну станцію, щоб тиск рідини в трубі не перевищував розрахунковий тиск трубопроводу. Через відносно невелику щільність природного газу трубопровід природного газу відносно повільно реагує на висоту, і зміни висоти менше ніж на 200 метрів зазвичай не враховуються.

• Різна ємність для зберігання труб

Пропускна здатність нафто- і газопроводів фіксована. Через різні властивості стиснення рідин і газів відповідне зберігання в трубах трубопроводів сирої нафти та трубопроводів для природного газу (тобто об’єм рідини в трубі, перерахований на стандартний атмосферний тиск) є різним, одне є фіксованим, а інше змінюється. Сира нафта має погані характеристики стиснення, і труби для зберігання сирої нафти в трубопроводах не змінюються залежно від тиску. Як газ природний газ має кращі характеристики стиснення. Чим вище середній тиск у трубопроводі, тим більше зберігання труби. Для тієї самої ділянки труби середній тиск зберігання труб 2 МПа приблизно вдвічі перевищує середній тиск зберігання труб 1 МПа. Для повного використання стисливості природного газу відгалужені газопроводи, які постачають газ у міста, зазвичай відповідно підвищують розрахунковий тиск трубопроводу та вибирають більші діаметри труб для збільшення їхньої ємності для зберігання газу, що певною мірою вирішує пікове навантаження проблема для подальших користувачів. Завдяки хорошим характеристикам стиснення газу збільшується ємність газопроводів для зберігання природного газу. Крім того, через ефективність стиснення газу здатність природного газу передавати тиск у трубопроводі послаблюється. Після аварії на трубопроводі, якщо не вжити спеціальних заходів, це часто призводить до розриву десятків метрів, сотень метрів або навіть кілометрів трубопроводів. Навпаки, через погану стисливість рідин, сира нафта має сильну здатність передавати тиск у трубопроводі. При витоку трубопроводу тиск на передній і задній ділянках швидко знижується, і трубопровід не розривається на великій відстані.

• Різна сумісність

Після будівництва трубопроводів для сирої нафти та природного газу сумісність з іншими ресурсами різна, один вибагливий, інший толерантний. Нафтопроводи налаштовані відповідно до фізичних властивостей нафтопродуктів. Різні джерела нафти мають власні фізичні властивості нафтопродуктів, як правило, із великими відмінностями у в’язкості, температурі замерзання, щільності тощо. Різні фізичні властивості нафти відповідають своїм власним оптимальним технологічним рішенням. Тому після будівництва нафтопроводів сумісність з іншими ресурсами є поганою. Після зміни джерела нафти необхідно змінити всю трубопровідну систему або скоригувати план процесу. Для транспортування нафти з високим рівнем замерзання до нафтопроводу з низькою температурою замерзання необхідно додати нагрівальну піч, а для транспортування важкої нафти – до звичайного нафтопроводу хімічний редуктор опору. Трубопровід природного газу більш сумісний з різними ресурсами. Незалежно від того, чи це власний газ чи імпортний газ, газ Таріма чи газ Чанціну, метан вугільних родовищ або газ із вугілля, за умови, що він відповідає відповідним стандартам якості, він може надходити в трубопровід і змішуватися з іншими джерелами газу для транспортування.

• Різні форми розповсюдження

Конвеєр є сполучною ланкою між областю ресурсів вище за течією та нижчими користувачами. Ділянки ресурсів, які відповідають трубопроводу сирої нафти та трубопроводу природного газу, в основному схожі, але наступні користувачі дуже різні. Одна — оптом, інша — в роздріб. Нафтопровід транспортує сиру нафту від родовища до нафтопереробного заводу. Нафтопереробний завод має особливі вимоги до обробки різних нафтопродуктів. Нафтопровід також має відповідні умови для різних обсягів пропускання та різних властивостей нафти. Трубопровід на етапі проектування визначив відповідний нафтопереробний завод і річний масштаб транспортування. Він практично не змінюється після запуску у виробництво. Він належить до відносно стабільної оптової дистрибуції для подальших користувачів. Місцем розподілу газопроводу може бути будь-яке місто вздовж газопроводу. Користувачі розповсюдження можуть бути представниками всіх верств суспільства. Час розподілу може бути відкритий у будь-який час відповідно до ситуації розвитку ринку. Шкалу розподілу можна регулювати за бажанням відповідно до потреб. Він належить до роздрібної торгівлі з розпорошеними користувачами, багатьма галузями та великими змінами.

• Різні якісні характеристики

Стабільність транспортування нафтопроводів і газопроводів різна: один стабільний, а інший коливається. Нафтопроводи вище за течією – це нафтове родовище, а внизу – нафтопереробний завод, на який не впливає сезон. Навіть під час технічного обслуговування трубопроводів і нафтопереробних заводів вони будуть регулюватися через великі нафтові резервуари вгору та вниз за течією, щоб забезпечити стабільне транспортування трубопроводів і нормальне виробництво нафтопереробних заводів, а обсяг транспортування є відносно стабільним. Відповідне джерело газу в трубопроводах природного газу є відносно стабільним, тоді як ринковий попит на нижній течії сильно змінюється. Як правило, більше газу використовується взимку і менше влітку, більше газу використовується вдень і менше вночі. Через нерівномірний об’єм завантаження газу вздовж трубопроводу об’єм транспортування по трубопроводу буде більш мінливим. Щоб вирішити проблеми з високим і низьким обсягом транспортування газопроводами, газосховища, такі як газосховища та приймальні станції СПГ, зазвичай обладнуються навколо основних ринків нижнього за течією трубопроводу, щоб забезпечити стабільне постачання газу наступним контрактним користувачам.

• Різні впливи на навколишнє середовище

Далекі нафто- і газопроводи є лінійними проектами. У процесі будівництва неминучим є проходження через різноманітні екологічно чутливі території, такі як заповідники та джерела води. Проте нафтопроводи та газопроводи мають різний вплив на навколишнє середовище: один серйозний, а інший незначний. Витік сирої нафти з нафтопроводу спричинить щонайменше забруднення навколишнього середовища, а в найгіршому – пожежу з дуже серйозними наслідками. Однак, навіть якщо з трубопроводу природного газу стався витік, клапанні камери на обох кінцях місця витоку, як правило, автоматично закриваються, і газ, що зберігається в цій частині трубопроводу, швидко випускається. Невелика кількість природного газу, що виділяється з точки витоку, швидко поширюється, і вплив на навколишнє середовище буде відносно невеликим.